DE2120234B1 - Drossel für hydrostatische Spindeloder Wellenlager - Google Patents

Description

• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drossel der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die leicht zugänglich und somit ohne Umbauten an dem zugehörigen hydrostatischen Lager leicht ein- sowie ausbaubar ist und darüber hinaus die an sich bekannte tÇberwachung des Druckes in den einzelnen Taschen vereinfacht.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Befestigungskopf von außen her in das Gehäuse einschraubbar ist und zwei an das Kapillarröhrchen angeschlossene Kanäle aufweist, von denen einer in einen zur Drucktasche führenden Verbindungskanal mündet und der andere zu einem Anschluß, z. B. für ein Taschendruckmanometer, führt.
• Auf diese Weise ist eine einfache Zugänglichkeit jeder Drossel gewährleistet, desgleichen eine leichte Anbringungsmöglichkeit z. B. eines Taschendruckmanometers zur an sich bekannten Überwachung des Strömungsmitteldrucks der zugehörigen Tasche. Dieser Druck kann entweder durch das Manometer unmittelbar angezeigt und/oder dazu verwendet werden, beim Abfall unter einen vorbestimmten Wert eine optische oder akustische Warneinrichtung einzuschalten, oder die mit dem hydrostatischen Lager versehene Maschine stillzusetzen, um bei einer Störung oder einem Ausfall des Lagers Schäden zu vermeiden.
• Die Drosseln weisen jeweils einen bestimmten hydraulischen Widerstand, d. h. eine bestimmte Drosselwirkung auf. Auf Grund der angegebenen Lösung ist es möglich, Kapillarröhrchendrosseln mit unterschiedlichen hydraulischen Widerständen auf Lager zu halten und nach Fertigstellung des hydrostatischen Lagers und Bestimmung des erforderlichen hydraulischen Widerstandes der einzubauenden Drosseln dementsprechende, vorgefertigte und auf Lager befindliche Drosseln als letzte Bauteile einzusetzen. Der erforderliche hydraulische Widerstand der Drosseln ist einfach bestimmbar, und zwar durch Feststellung der Breite des Spaltes zwischen den Taschen einer zusammengehörigen Taschengruppe und der damit zusammenwirkenden Lagerfläche an der gelagerten Welle und Spindel.
• In weiterer Vervollkommnung der Erfindung verläuft der zum Anschluß führende Kanal im Befestigungskopf axial, während der andere Kanal radial gerichtet ist und in eine äußere Ringnut des Befestigungskopfes mündet. Es können auch mehrere radiale, in die Ringnut des Kopfes mündende Kanäle vorgesehen sein.
• Vorzugsweise ist das Kapillarröhrchen am freien Ende konisch angespitzt. Dadurch ist ein Festsetzen von Verunreinigungen im Druckmittel an diesem Einströmende weitgehend ausgeschlossen. Eine weitere Gewähr gegen einen Drosselausfall auf Grund von Verstopfung gibt dasjenige Merkmal, daß das Kapillarröhrchen am freien Ende zusätzlich zur axialen Einströmöffnung mindestens eine etwa radiale Einströmöffnung aufweist.
• Sollte sich eine Einströmöffnung zusetzen, dann steht immer noch mindestens eine weitere Einströmöffnung zur Verfügung.
• Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein hydrostatisches Spindellager mit erfindungsgemäßen Drosseln, wobei die Schnittebenen der oberen Hälfte und der unteren Hälfte einen Winkel von 1350 einschließen, F i g. 2 eine Seitenansicht der in F i g. 1 wiedergegebenen erfindungsgemäßen Drossel in größerem Maßstab.
• Gemäß F i g. 1 ist eine Spindel 1 in einem Gehäuse 2 drehbar hydrostatisch gelagert. Das Gehäuse 2 besteht aus einem hülsenförmigen Mittelstück 3 und zwei eine Lagerstelle bildenden, mit einem mittleren Ansatz 5 in ein Ende der Bohrung des Mittelstücks 3 eingreifenden und damit durch Schrauben 6 strömungsmitteldicht verbundenen Ringen 4.
• Jeder Ring 4 ist mit einer Kappe 7 abgedeckt, befestigt durch Senkschrauben 8 und einen Dichtteller9 haltend, welcher mit einem mit der Spindel 1 umlaufenden Abdichtring 10 labyrinthdichtungsartig zusammenwirkt. Diesem Zweck dienen auch Ringvorsprünge 11 und 12 am Ring 4 bzw. an der Abdeckkappe 7 des jeweiligen Gehäuseendes.
• Die Spindel 1 weist zwei konische, sich zum jeweils benachbarten Spindelende hin verjüngende Lagerflächen 13 auf. Damit wirken jeweils vier gleiche, gleichmäßig um die Spindel 1 herum verteilte Taschen 14 in der Bohrung des benachbarten Lagerringes 4 zusammen, in welchen zur hydrostatischen Lagerung der Spindel 1 im Gehäuse 2 jeweils ein Druckmittelpolster aufgebaut wird. Druckmittel strömt durch eineZufuhröffnung 15 im Mittelstück 3 des Gehäuses 2 zu, um nach Durchfließen der Taschen 14 über eine Öffnung 16 abzufließen.
• Wie besonders deutlich aus der rechten oberen Hälfte von Fig. 1 ersichtlich, gelangt von der Anschluß öffnung 15 kommendes Druckmittel in eine damit kommunizierende, zur Gehäuselängsachse parallele Bohrung 17 und von dort über zwei Ringkanäle 18 zu drei weiteren, nicht dargestellten Bohrungen 17, um von allen vier gleichmäßig um die Gehäuselängsachse verteilten Bohrungen 17 über Kanäle 19 in die Taschen 14 zu strömen und dort jeweils ein Druckmittelpolster aufzubauen.
• Jedem Kanal 19 und somit jeder Tasche 14 ist in der zugehörigen Bohrung 17 eine erfindungsgemäße Kapillarröhrchendrossel vorgeschaltet, um den Druck des von der nicht dargestellten Druckmittelquelle gelieferten Druckmittels auf den für die Taschen 14 bzw.
• die darin aufgebauten Druckmittelpolster vorausbestimmten Wert abzubauen. In F i g. 1 ist der besseren Deutlichkeit wegen lediglich die Drossel für die linke obere Tasche 14 dargestellt, diejenige für die rechte obere Tasche 14 weggelassen.
• Wie besonders deutlich aus Fig. 2 ersichtlich, besteht jede Kapillarröhrchendrossel aus einem B efestigungskopf 20 und einem darin beispielsweise durch Löten strömungsmitteldicht befestigten Kapillarröhrchen 21. Der Kopf 20 weist eine durchgehende zylindrische Bohrung 22 auf, welche an dem dem Röhrchen 21 abgewandten Ende mit einem Innengewinde versehen ist. An diesem Ende ist der Kopf 20 mit einem Flansch 23 ausgebildet, an den ein Gewindezapfen 24 verminderten Durchmessers anschließt.
• Dieser geht in einen zylindrischen Zapfen über, welcher hinsichtlich des Außendurchmessers dem Durchmesser der Bohrungen 17 entspricht und am freien Ende eine äußere Ringnut 25 zur Aufnahme eines Dichtringes 26 (Fig. 1) aufweist sowie im Anschluß an den Gewindezapfen 24 mit einer zusätzlichen, breiteren äußeren Ringnut 27 versehen ist. In dieser mündet mindestens ein radialer Kanal 28, welcher von der Bohrung 22 ausgeht.
• Gemäß F i g. 1 ist jede erfindungsgemäße Kapillarröhrchendrossel 2û, 21 von außen in ein Ende einer Bohrung 17 mit dem Gewindezapfen 24 eingeschraubt, wobei ein Dichtring 29 zwischen Flansch 23 und benachbartem Ring 4 eingeklemmt ist. Um in die zugehörige Tasche 14 zu gelangen, muß das in der Bohrung 17 befindliche Druckmittel am freien Ende des Kapillarröhrchens 21 in dieses einströmen, es durchfließen, über den oder die radialen Kanäle 28 austreten und durch den Kanal 19 in die Tasche 14 strömen. Das Kapillarröhrchen 21 ist am freien Einströmende angespitzt, also mit konischer Außenfläche 30 ausgebildet, um ein Zusetzen durch im Druckmittel etwa vorhandene Verunreinigungen zu verhindern.
• Zusätzlich zur axialen Bohrung kann das Kapillarröhrchen 21 am freien Einströmende mit mindestens einer etwa radialen Einströmöffnung 21' versehen sein, so daß dann, wenn sich tatsächlich eine Öffnung zusetzen sollte, ein Durchfluß durch die Kapillarröhrchendrossel immer noch gegeben ist.
• An das mit Innengewinde versehene Ende der axialen Bohrung 22 vom Befestigungskopf 20 kann ein Taschendruckmanometer angeschlossen werden. In F i g. 1 ist dies nicht eingezeichnet, vielmehr ist in diesem Falle in das besagte Innengewinde ein Verschlußstopfen eingeschraubt. Statt eines Taschendruckma- nometerskann auch eine Verbindungsleitung zu einer Signaleinrichtung oder zu einer Einrichtung zum Stillsetzen der mit der Lagerung versehenen Maschine angeschlossen werden.
• Durch die beschriebene und dargestellte Anordnung und Ausgestaltung der Kapillarröhrchendrosseln 20, 21 ist es ermöglicht, nach der Fertigmontage der Spindel 1 im Gehäuse 2 und Einstellen der Breite der Spalte zwischen den Lagerflächen 13 und den jeweils zugehörigen Taschen 14 mittels einer Zwischenscheibe 31 auf einfachste Weise die passenden Drosseln 20, 21 von außen her einzuschrauben, welche darüber hinaus ebenso leicht zu Wartungszwecken ausgebaut werden können. Weiterhin ist der zusätzliche Anschluß von Überwachungsgeräten auf einfachste Weise möglich.
• Die Verbindung von Kapillarröhrchen 21 mit Befestigungskopf 20 kann statt durch Löten auch durch Verkleben oder Verschrauben erfolgen. Statt der Festlegung der Drosseln 20, 21 im Gehäuse 2 mittels Gewindezapfens 24 am Kopf 20 der Drosseln kann auch eine andere Befestigungsweise gewählt werden, beispielsweise allein durch die Deckkappen7 bei der geschilderten und dargestellten Ausführungsform.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Drossel für hydrostatische Spindel- oder Wellenlager, die innerhalb eines Gehäuses, das eine mit Drucktaschen versehene Lagerfläche bildet, im Strömungsweg zwischen einer Druckmittelquelle und jeweils einer Drucktasche angeordnet und als Kapillarröhrchen ausgebildet ist, das an einem Ende einen Befestigungskopf zum Einschrauben in das Gehäuse trägt und vom anderen, freien Ende her, mit dem es in einen Zuströmkanal des Gehäuses ragt, druckmitteldurchflossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungskopf (20 von außen her in das Gehäuse (2) einschraubbar ist und zwei an das Kapillarröhrchen (21) angeschlossene Kanäle (22; 28) aufweist von denen einer in einen zur Drucktaste (14) führenden Verbindungskanal (19) mündet und der andere zu einem Anschluß z. B. für ein Taschendruckmanometer führt.
2. 2. Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Anschluß führende Kanal (22) im Befestigungskopf (20) axial verläuft, während der andere Kanal (28) radial gerichtet ist und in eine äußere Ringnut (27) des Befestigungskopfes (20) mündet.
3. 3. Drossel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarröhrchen (21) am freien Ende konisch angespitzt ist.
4. 4. Drossel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarröhrchen (21) am freien Ende zusätzlich zur axialen Einströmöffnung mindestens eine etwa radiale Einströmöffnung (21') aufweist.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Drossel für hydrostatische Spindel- oder Wellenlager, die innerhalb eines Gehäuses, das eine mit Drucktaschen versehene Lagerfläche bildet, im Strömungsweg zwischen einer Druckmittelquelle und jeweils einer Drucktasche angeordnet und als Kapillarröhrchen ausgebildet ist, das an einem Ende einen Befestigungskopf zum Einschrauben in das Gehäuse trägt und vom anderen, freien Ende her, mit dem es in einen Zuströmkanal des Gehäuses ragt, druckmifteldurchflossenist.

   Drosseln werden bbi - hydrostatischen Lagern bekanntlich vor allem dann verwendet, wenn die einzelnen Taschen an ein-5gemeinsame Druckmittelquelle angeschlossen sind, deren Druckleitung entsprechend den zu versorgenden Taschen verzweigt ist. Um eine möglichst gleichmäßige-Beaufschlagung der einzelnen Taschen mit Druckmittel zu gewährleisten, wird in jede zu einer Tasche führende Zweigleitung eine Drossel eingebaut, in welcher der Druck des von der Druckmittelquelle kommenden Druckmittels auf den vorgezeichneten Taschendruck abgebaut wird.

   Es ist bekannt, die Drosseln in einem außerhalb des eigentlichen hydrostatischen Lagers liegenden Block zusammenzufassen, welcher einen Druckmittelraum aufweist, der über eine Leitung mit der allen Taschen gemeinsam zugeordneten Druckmittelquelle verbunden ist. Von dem Druckmittelraum führen Zweigkanäle zu den im Block befestigten Drosseln, von denen jeweils eine Verbindungsleitung zur zuge- hörigen Tasche läuft. Bei dieser Art der Druckmittelversorgung stören die vielen zu den Taschen führenden Leitungen. Sie sind schwer unterzubringen, erschweren Montage und Demontage und komplizieren die Überwachung. Deswegen wird es in der Regel vorgezogen, die Drosseln und die Verzweigung der von der Druckmittelquelle kommenden Hauptleitung in die einzelnen, über die Drosseln zu den Taschen des hydrostatischen Lagers führenden Teilleitungen im Gehäuse des Lagers selbst unterzubringen.

   Die Durchführung führt jedoch zu Schwierigkeiten insofern, als die Drosseln nur bei einer Demontage des gesamten zugehörigen hydrostatischen Lagers zugänglich sind, so daß beispielsweise ein Drosselaustausch, eine Drosselverstellung zur Änderung des hydraulischen Widerstandes oder eine Drosselreinigung bei Verstopfen einen großen Arbeitsaufwand und viel Zeit beanspruchen.

   Es sind bereits verschiedene Drosselarten und Drosselanordnungen bekannt. Beispielsweise sind als Gewindebolzen ausgestaltete Drosseln bekannt, bei denen ein Teil des Außengewindes in einer zylindrischen Bohrung liegt und in Verbindung damit die Drosselstrecke bildet, während der restliche Teil in ein entsprechendes Innengewinde im Anschluß an die zylindrische Bohrung eingeschraubt ist.

   Durch mehr oder weniger weites Einschrauben des Schraubenbolzens in das erwähnte Innengewinde ist die Drosselstrecke zu verändern. Bei einer anderen Ausführungsform dient zur Drosselung ein zylindrischer Bolzen mit Gewindezapfen am einen Ende zur Befestigung des Bolzens in einer zylindrischen Bohrung. Als Drossel wirkt der Ringspalt zwischen Bohrungsinnenfläche und Bolzenmantelfläche. Die Drosselstrecke ist in ihrer Länge nicht veränderbar.

   Bei diesen beiden Ausführungsformen wird also die Drosselwirkung durch das Zusammenwirken zweier gesonderter Bauteile erzielt, schwankt demnach entsprechend den Fertigungsungenauigkeiten beider Teile und ist darüber hinaus von einer genauen gegenseitigen Montage abhängig.

   Dies ist bei einer gleichfalls bekannten Ä:usführungsform vermieden, bei welcher die Drossel als Kapillarröhrchen ausgebildet ist, welches in die Bohrung eingesetzt wird, deren Druckmittelfluß gedrosselt werden soll. Dabei ist die Drosselwirkung, d. h.

   der hydraulische Widerstand der Drossel, lediglich von den Abmessungen eines Bauteils, nämlich des Kapillarröhrchens, abhängig und durch dessen Bohrungsdurchmesser sowie -länge bestimmt.

   Bei einer solchen bekannten Ausführungsform (DOS 2 005 285) ist das Kapillarröhrchen schraubenförmig gewunden und mit einem Befestigungskopf versehen, um im Strömungsweg zwischen einer Druckmittelquelle und jeweils einer Drucktasche des jeweiligen hydrostatischen Lagers eingeschraubt zu werden, und zwar von der jeweiligen Drucktasche her, so daß das Kapillarröhrchen mit dem freien Ende in den zur Tasche führenden Zuströmkanal für Druckmittel ragt und von diesem Ende her durckmitteldurchflossen ist.

   Auch bei dieser bekannten Lösung ist die Zugänglichkeit der in dem hydrostatisch gelagerten Teil selbst untergebrachten Drosseln erschwert. Lagergehäuse und gelagertes Teil müssen so weit voneinander entfemt sein, daß die Drucktaschen frei liegen, damit die zugehörigen Drosseln zugänglich sind.